高二化學選擇性必修第二冊：第二章第二節(jié)教學課件

分子結構的測定人教版選擇性必修2第二章第二節(jié)第一課時肉眼看不到分子，科學家是怎么知道分子結構的呢？思考資料卡片李比希凱庫勒資料卡片紅外光譜儀質譜儀X射線衍射儀資料卡片分子的結構指其處在平衡位置時的結構伸縮伸縮彎曲彎曲彎曲資料卡片共振分子吸收跟它某些化學鍵振動頻率相同的紅外線紅外光譜圖分析吸收峰與譜圖庫比對推斷分子所含的官能團和化學鍵資料卡片實例分析某未知物分子式為C2H6O，通過紅外光譜（如圖）可以監(jiān)測到O—H、C—H、C—O鍵的振動吸收，推測其結構。思考討論紅外光譜可以分析物質的官能團或化學鍵的相關信息，那如何測定分子的相對分子質量呢？質譜資料卡片待測物分子離子碎片離子電場加速磁場偏轉獲得質譜圖

資料卡片分子離子M+碎片離子質荷比對應橫坐標即相對分子質量C6H5CH3+C6H5CH2+92916539C5H5+C3H3+實例分析未知純凈物確定實驗式確定分子式確定分子結構通過元素分析儀測定元素組成與含量通過質譜確定相對分子質量通過紅外光譜確定化學鍵與官能團通過核磁共振譜確定CH原子種類、數(shù)量、環(huán)境CH2C3H6C:85.7%

H:14.3%M=42C=C,C-C,C-H3:2:1(CH2)n實例分析課堂小結分子結構測定一、測定方法1、早期：總結、推測2、現(xiàn)代：多種儀器方法測定二、紅外光譜1、原理2、譜圖分析：吸收峰——官能團或化學鍵三、質譜1、原理2、譜圖分析：m/z最大值——相對分子質量四、一般步驟未知物——實驗式——分子式——分子結構1.可以準確判斷有機物分子中含有哪些官能團的分析方法是A.核磁共振氫譜 B.質譜C.紅外光譜 D.紫外光譜2.某有機化合物由碳、氫、氧三種元素組成，其紅外光譜圖只有C—H、O—H、C—O的振動吸收，質譜顯示該有機物的相對分子質量是60，則該有機物的結構簡式是A.CH3CH2OCH3 B.CH3CH(OH)CH3C.CH3CH2OH D.CH3COOH課堂練習課堂練習3．分子中的原子不是固定不動的，而是不斷地

著的。當一束紅外線透過分子時，分子會吸收跟它某些化學鍵的

相同的紅外線，再記錄到圖譜上呈現(xiàn)吸收峰。通過和已有譜圖庫比對，或通過量子化學計算，可得知各吸收峰是由哪種

、哪種

引起的，綜合這些信息，可分析出分子含有何種

或

的信息。4．在質譜儀中使分子

電子變成帶

電荷的

和

等粒子。由于生成的離子具有不同的

，它們在高壓電場加速后，通過狹縫進入磁場得以分離，在記錄儀上呈現(xiàn)一系列峰，化學家通過對這些峰進行系統(tǒng)分析，可得知樣品的

。其中荷質比m/z最

的信號峰對應的荷質比的值即為該分子的

。課堂練習5、某有機物由C、H、O三種元素組成，經(jīng)元素分析儀測得其元素含量為C:52.17%，H:13.04%，O:34.78%，質譜顯示m/z值最大的信號峰對應的m/z為46，紅外光譜發(fā)現(xiàn)該分子有O—H、C—H、C—C和C—O鍵的振動吸收，試分析該物質的分子結構。課堂練習參考答案1、C2、B3、振動振動頻率化學鍵振動方式化學鍵官能團4、失去正分子離子碎片離子相對質量相對分子質量相對分子質量5、

Thankyou！第二章第二節(jié)第2課時《多樣的分子空間結構》人教版選擇性必修2神州十二號俯瞰地球DNA分子雙螺旋結構石墨C60O2HCl思考：在O2、HCl這樣的雙原子分子中存在分子的空間結構問題嗎？何謂“分子的空間結構”？“分子的空間結構”指兩個以上原子構成的分子中的原子的空間關系。多樣的分子空間結構多樣的分子空間結構H2OV形

105°CO2直線形V形、直線形、平面三角形三原子分子有哪些空間結構？平面三角形、三角錐、正四面體形甲醛CH2OO＝CHH約120°氨氣

NH3NHHH107°四原子分子有哪些空間結構？多樣的分子空間結構白磷

P460°四面體形，平面四邊形（少見）鍵角109?28′正四面體結構五原子分子有哪些空間結構？甲烷CH4CHHHH多樣的分子空間結構小組動手：搭建上述分子的球棍模型1、下列能夠證明甲烷分子的空間結構為正四面體的事實是（）A.甲烷分子中4個C—H鍵的強度相同B.甲烷分子中4個C—H鍵的長度相同C.甲烷的一氯代物只有1種D.甲烷的二氯代物只有1種D鞏固練習2、下面說法正確的是（）A.NH3分子中N原子處在3個H原子所組成的三角形的中心B.CCl4分子中C原子處在4個Cl原子所組成的四面體的中心C.H2O分子中O原子不處在2個H原子所連成的直線的中央D.CO2分子中C原子不處在2個O原子所連成的直線的中央鞏固練習BC分子的空間結構與其穩(wěn)定性有關組成結構性質用途皇冠形S8更穩(wěn)定環(huán)己烷椅式結構比船式更穩(wěn)定P4P4O6P4O10SF6C2H5OHC2H6C2H4C2H23、判斷正誤（1）鍵角為180?的分子，空間結構是直線形

（2）鍵角為120?的分子，空間結構是平面三角形

（3）空間結構是正四面體形，鍵角一定是109?28′

（4）鍵角在90?-109?28′之間的分子，空間結構可能是V形鞏固練習正確正確錯誤錯誤4、下列物質分子的空間結構與CH4相同的是（

）A.H2OB.P4C.NH3D.CO2

B5、D、E、X、Y、Z是周期表中的前20號元素，且原子序數(shù)逐漸增大。它們的最簡單氫化物分子的空間結構依次是正四面體形、三角錐形、正四面體形、角形(V形)、直線形?；卮鹣铝袉栴}：(1)Y的最高價氧化物的化學式為

。

(2)上述5種元素中，能形成酸性最強的含氧酸的元素是

,寫出該元素的任意3種含氧酸的化學式：

。

(3)D和Y形成的化合物，其分子的空間結構為

。

(4)D和X形成的化合物，其化學鍵類型屬于

。(5)金屬鎂和E的單質在高溫下反應得到的產(chǎn)物是

。

SO3

ClHClO、HClO2、HClO3、HClO4直線形共價鍵Mg3N2CNSiSCl課堂小結直線形V形O=C=O一、常見的分子空間結構平面三角形三角錐形正四面體109?28′二、分子的空間結構影響其穩(wěn)定性環(huán)己烷椅式結構比船式更穩(wěn)定第二章第二節(jié)第3課時《分子的空間結構》人教版選擇性必修2第二章第二節(jié)CO2和H2O同是三原子分子，CO2是直線型，而H2O是“V”型。觀察思考觀察思考同為四原子分子，CH2O與NH3

分子的空間結構也不同，什么原因？原子核外電子原子核價層電子對互斥模型（VSEPR模型）思考討論分子的空間結構是中心原子周圍的“價層電子對”相互排斥的結果分子中的價層電子對包括σ鍵電子對和中心原子上的孤電子對價層電子對相互排斥彼此遠離能量最低、最穩(wěn)定思考討論VSEPR模型可以用來預測分子的空間結構σ鍵電子對中心原子上的孤電子對價層電子對234思考討論直線形平面三角形四面體形

(1)σ鍵電子對可從分子式來確定。ABn型分子，A為中心原子，B為周圍與A用共價鍵結合的原子。n為結合的數(shù)量，也等于A與B之間結合的σ鍵個數(shù)，即σ鍵電子對的數(shù)量，π鍵的數(shù)目不計入在內。即σ鍵電子對數(shù)=中心原子結合的原子數(shù)。例如：H2O中O的σ鍵電子對數(shù)是2；NH3中的σ鍵電子對數(shù)是3。思考討論其中：a為中心原子的價電子數(shù),

對主族元素，a=最外層電子數(shù)；對于陽離子，a=價電子數(shù)-離子電荷數(shù)；對于陰離子，a=價電子數(shù)+|離子電荷數(shù)|。

x為與中心原子結合的原子數(shù)；

b為與中心原子結合的原子最多能接受的電子數(shù)，H為1，其他原子＝8－該原子的價電子數(shù)。如：O為2、N為3

(2)中心原子上的孤電子對數(shù)=—21(a–xb)思考討論計算價層電子對數(shù)=中心原子的σ鍵電子對數(shù)+孤電子對數(shù)代表物中心原子結合的原子數(shù)σ鍵電子對數(shù)孤電子對數(shù)價層電子對數(shù)H2ONH3CH4234224314404—21(a–xb)思考討論代表物σ鍵電子對數(shù)孤電子對數(shù)價層電子對數(shù)含孤電子對的VSEPR模型分子的空間結構H2ONH3CH4224314404“V”形三角錐形正四面體形計算價層電子對數(shù)=中心原子的σ鍵電子對數(shù)+孤電子對數(shù)思考討論計算價層電子對數(shù)=中心原子的σ鍵電子對數(shù)+孤電子對數(shù)代表物中心原子結合的原子數(shù)σ鍵電子對數(shù)孤電子對數(shù)價層電子對數(shù)HCHOBeCl232303202—21(a–xb)思考討論SO22213代表物σ鍵電子對數(shù)孤電子對數(shù)價層電子對數(shù)含孤電子對的VSEPR模型名稱分子的空間結構平面三角形直線形計算價層電子對數(shù)=中心原子的σ鍵電子對數(shù)+孤電子對數(shù)思考討論HCHOBeCl2303202平面三角形直線形SO2“V”形213平面三角形價層電子對數(shù)含孤電子對VSEPR模型略去孤電子對數(shù)價層電子對互斥理論分子或離子的空間結構【小結】VSEPR模型預測分子空間結構的步驟課堂練習1.下列分子或離子中含有孤電子對的是（）A.NH4+B.CH4C.SiH4D.PH3課堂例題2.應用價層電子對互斥理論推測BF3分子的空間構型（）A.平面三角形B.四面體形C.直線形D.“V”形課堂練習3.下列物質的空間結構與NH3相同的是（）A.H3O+B.CH4C.H2OD.CO2課堂練習4.氯化亞硫(SOCl2)是一種很重要的化學試劑，可以作為氯化劑和脫水劑。下列關于氯化亞硫分子的空間結構說法正確的是（）C.三角錐形B.四面體形A.直線形D.“V”形課堂練習5.下列分子或離子中，價層電子對互斥模型與分子或離子的空間結構不一致的是（）A.NH3B.SO3C.CCl4D.CO2課堂練習【課堂練習正確答案】DAACA第二章第二節(jié)第4課時《雜化軌道理論簡介》人教版選擇性必修2呈正四面體形鍵長相等鍵角相等為109°28′雜化軌道理論CH4分子空間結構1s22s22p2雜化軌道理論電子躍遷2s2p基態(tài)激發(fā)態(tài)CH4分子空間結構形成分析能量相近的原子軌道2s2p1s矛盾：軌道重疊得到的空間構型就不可能是正四面體形的甲烷分子雜化軌道理論空間結構矛盾xyzxyzzxyzxyz雜化軌道理論混雜sp3

雜化軌道電子躍遷2s2p2s2p基態(tài)激發(fā)態(tài)CH4分子中心原子雜化軌道形成過程能量相近的原子軌道混雜前后軌道總數(shù)不變1s雜化軌道能量相同、方向不同雜化軌道理論重疊成鍵CH4分子中心原子雜化軌道形成過程sp3

雜化軌道1s1s1s1s4個C-H

σ鍵鮑林提出的雜化軌道理論，用于解釋分子的空間結構電子云輪廓圖表示CH4分子sp3雜化軌道的形成109°28′雜化軌道理論1s1s1s1s4個能量相同、方向不同的sp3雜化軌道體系的能量降到最低（軌道間的排斥力最?。┱拿骟w形xyzxyzzxyzxyz雜化軌道理論1.能量相近的原子軌道發(fā)生混雜電子躍遷重疊成鍵軌道混雜理論要點萊納斯·卡爾·鮑林（1901-1994）各種空間結構2.生成雜化軌道能量相同、方向不同3.混雜前后軌道總數(shù)不變4.體系的能量降到最低（軌道間的排斥力最?。╇s化軌道理論sp3雜化軌道，表示這4個軌道是由1個s軌道和3個p軌道雜化形成的sp31個s軌道3個p軌道符號含義雜化軌道理論sp3雜化軌道重疊成鍵容納4對電子CH4分子的價層電子對數(shù)為4中心原子價層電子對數(shù)為4雜化軌道數(shù)為4中心原子采取sp3雜化sp3雜化軌道的形成分析雜化軌道理論中心原子雜化軌道數(shù)=價層電子對數(shù)=孤電子對數(shù)＋σ鍵數(shù)1344109°28′120°180°12331122課堂練習1雜化軌道理論化合物中心原子核外電子排布式價層電子對數(shù)雜化軌道數(shù)目雜化類型VSEPR模型名稱分子的空間結構CH4NH3H2O正四面體形三角錐形V形正四面體形四面體形四面體形sp3sp3sp31s22s22p31s22s22p61s22s22p24444+0=43+1=42+2=4課堂練習2雜化軌道理論化合物中心原子核外電子排布式價層電子對數(shù)雜化軌道數(shù)目雜化類型形成σ鍵的雜化軌道數(shù)目容納孤電子對雜化軌道數(shù)目CH4NH3H2O43sp3sp3sp31s22s22p31s22s22p61s22s22p24444+0=43+1=42+2=42012雜化軌道只能用于形成σ鍵或者用來容納未參與成鍵的孤電子對課堂練習2雜化軌道理論CH2O分子有

個σ鍵，有

個π鍵，中心原子有

對孤對電子，價層電子對數(shù)為

，對應

個雜化軌道，所以該中心原子的雜化類型為

。33301sp2課堂練習3雜化軌道理論混雜電子躍遷2s2p2s2p基態(tài)激發(fā)態(tài)sp2雜化軌道pyCH2O分子中心原子雜化軌道形成過程能量相近的原子軌道問題思考：參與雜化的軌道數(shù)目為多少？分別是那幾個軌道參與雜化？雜化軌道理論sp2雜化軌道pzCH2O分子中心原子雜化軌道形成過程1s1s2s2ppxpypz氫原子氧原子2p-2pπ鍵σ鍵sp2-1ssp2-2p未參與雜化的p軌道用于形成π鍵雜化軌道理論3個能量相同、方向不同的sp2雜化軌道體系的能量降到最低（軌道間的排斥力最?。┢矫嫒切坞娮釉戚喞獔D表示CH2O分子sp2雜化軌道的形成xyzzxyzxyzxyz120°雜化軌道理論電子云輪廓圖表示CH2O分子sp2雜化軌道的形成2py2pz氫原子氧原子sp2雜化軌道1s1s2pzxyzxyzxyzxyzxyxyz雜化軌道理論CO2分子有

個σ鍵，有

個π鍵，中心原子有

對孤對電子，價層電子對數(shù)為

，對應

個雜化軌道，所以該中心原子的雜化類型為

。22202sp課堂練習4雜化軌道理論混雜電子躍遷2s2p2s2p基態(tài)激發(fā)態(tài)CO2分子中心原子雜化軌道形成過程sp

雜化軌道2py2pz能量相近的原子軌道問題思考：參與雜化的軌道數(shù)目為多少？分別是那幾個軌道參與雜化？雜化軌道理論CO2分子中心原子雜化軌道形成過程2s2ppxpypz氧原子氧原子2s2ppxpypz2p-2pπ鍵σ鍵sp

-2psp

雜化軌道2py2pzxyzxyz180°雜化軌道理論2個能量相同、方向不同的sp雜化軌道體系的能量降到最低（軌道間的排斥力最小）電子云輪廓圖表示CO2分子sp雜化軌道的形成直線形xyzzxyz雜化軌道理論電子云輪廓圖表示CO2分子sp雜化軌道的形成2pz2個氧原子sp雜化軌道2pxyxyzzxyzxyzxyz2py2pzxyzxyzxyz化合物中心原子核外電子排布式價層電子對數(shù)雜化軌道數(shù)目中心原子雜化類型VSEPR模型名稱分子的空間結構BF3SO2BeCl2C2H20+2=2直線形1+2=3V形直線形平面三角形1s22s22p20+2=2直線形直線形1s22s20+3=3平面三角形平面三角形1s22s22p1sp2sp2sp332sp2課堂練習5雜化軌道理論3s23p4化合物中心原子核外電子排布式價層電子對數(shù)雜化軌道數(shù)目中心原子雜化類型形成σ鍵的雜化軌道數(shù)目容納孤電子對雜化軌道數(shù)目BF3SO2BeCl2C2H21s22s22p23s23p41s22s21s22s22p1sp2sp2sp332sp232220100課堂練習5雜化軌道理論0+2=21+2=30+2=20+3=3一、理論要點1.能量相近的原子軌道發(fā)生混雜2.雜化軌道能量相同、方向不同3.混雜前后軌道總數(shù)不變4.體系的能量降到最低（軌道間的排斥力最?。┒?、理論應用1.中心原子的價層電子對數(shù)

=雜化軌道數(shù)價層電子對數(shù)為4時，其雜化類型為sp3雜化價層電子對數(shù)為3時，其雜化類型為sp2雜化價層電子對數(shù)為2時，其雜化類型為sp

雜化雜化軌道理論課堂小結2.雜化軌道只用于